Forschung in der AG Schneider

Mechanistische Antibiotikaforschung und bakterielle Zellhülle

Antimikrobielle Resistenzen gehören zu den größten Herausforderungen der modernen Medizin und erfordern innovative Strategien für die Entwicklung neuer antiinfektiver Therapien. Die Arbeitsgruppe Schneider erforscht die bakterielle Zellhülle als zentrale funktionelle Schnittstelle essentieller bakterieller Zellprozesse und als einen der vielversprechendsten Angriffspunkte für neue Antibiotika. Ziel unserer Forschung ist es, die molekularen Prinzipien der Zellhüllenbiosynthese, ihrer Organisation und Regulation zu verstehen und dieses Wissen für die Entwicklung neuer therapeutischer Konzepte gegen multiresistente bakterielle Erreger nutzbar zu machen.

Ein Schwerpunkt unserer Arbeiten liegt auf der Entdeckung und mechanistischen Charakterisierung antibakterieller Wirkstoffe. Dabei dienen insbesondere Naturstoffe als wertvolle Quelle neuer chemischer Strukturen und bislang unbekannter Wirkmechanismen. Wir identifizieren molekulare Angriffspunkte antibakterieller Substanzen, entschlüsseln die Mechanismen ihrer Wirkung sowie bakterieller Resistenz- und Toleranzentwicklungen und untersuchen bislang unbekannte funktionelle Schwachstellen der bakteriellen Zellhülle. Über die Untersuchung einzelner Zielstrukturen hinaus erforschen wir, wie essentielle Biosynthesewege der Zellhülle miteinander vernetzt sind und in die komplexen regulatorischen Netzwerke der Bakterienzelle eingebunden werden.

Ein besonderes Merkmal unserer Arbeitsgruppe ist die Entwicklung einer integrierten Mode-of-Action- und Target-Deconvolution-Plattform zur Aufklärung molekularer Wirkmechanismen antibakterieller Substanzen. Hierzu kombinieren wir phänotypische Ganzzellverfahren mit genetischen, biochemischen und biophysikalischen Methoden. Die Plattform vereint bakterielle Reportersysteme, Resistenzgenetik, biochemische Targetvalidierung, Ligandenbindungsanalysen sowie die funktionelle Charakterisierung essentieller Zellhüllensynthesewege. Dadurch schlagen wir die Brücke zwischen phänotypischer Wirkstoffentdeckung, molekularer Targetidentifizierung und mechanistischer Validierung und schaffen eine leistungsfähige Grundlage für die Antibiotikaforschung sowie für zahlreiche nationale und internationale Kooperationen.

Unsere Forschung verbindet grundlegende Erkenntnisse der bakteriellen Zellbiologie mit translationaler Antibiotikaforschung und schafft damit die mechanistische Grundlage für die rationale Entwicklung zukünftiger antiinfektiver Therapien.

Forschungsschwerpunkte
• Molekulare Wirkmechanismen von Antibiotika und antibakteriellen Naturstoffen
• Mode-of-Action-Profiling und Target Deconvolution antibakterieller Wirkstoffe
• Identifizierung, Validierung und mechanistische Charakterisierung neuer antibakterieller Zielstrukturen
• Mechanismen der Antibiotikaresistenz, Toleranz und bakteriellen Stressantworten
• Entwicklung integrierter phänotypischer, biochemischer und biophysikalischer Screening- und Charakterisierungsplattformen
• Biosynthese, Regulation und funktionelle Organisation der bakteriellen Zellhülle
• Peptidoglykan-, Wandteichonsäure-, Kapsel- und Lipidträgerstoffwechsel
• Zellhüllenbiologie grampositiver Krankheitserreger mit besonderem Fokus auf Staphylococcus aureus
•Translation mechanistischer Erkenntnisse in innovative antiinfektive Therapiestrategien